面试题：C++常引用在类成员函数中的应用

Question

假设你有一个类，类中有成员函数需要访问类的成员变量。请阐述在何种情况下类的成员函数的参数需要使用常引用，并且说明这种使用方式对类的设计和性能有什么影响。同时给出一段示例代码体现该场景。

Answer 1

1. 在何种情况下类的成员函数的参数需要使用常引用

当成员函数不需要修改传入参数的值，并且希望避免对象拷贝带来的开销时，应使用常引用作为参数。例如，当传入的参数是一个较大的对象，拷贝这个对象会消耗较多的时间和空间资源。通过使用常引用，函数可以直接操作传入的对象，而无需复制一份新的对象。

2. 对类的设计和性能的影响

• 类的设计方面：使用常引用作为参数明确表明函数不会修改传入对象，增强了代码的可读性和可维护性，也符合函数设计的最小权限原则。同时，它使得类的接口更加清晰，调用者可以明确知道函数对参数的使用方式。
• 性能方面：避免了对象的拷贝，大大提高了函数调用的效率。特别是对于大型对象，拷贝操作可能涉及大量的内存分配和数据复制，而常引用直接引用原始对象，减少了这些开销。

3. 示例代码

#include <iostream>
#include <string>

class MyClass {
private:
    std::string data;

public:
    void printData(const std::string& param) const {
        // 这里只是读取param，不会修改它
        data = param;
        std::cout << "Data in MyClass: " << data << std::endl;
    }
};

int main() {
    MyClass obj;
    std::string largeString = "This is a very long string that we don't want to copy unnecessarily";
    obj.printData(largeString);
    return 0;
}

在上述代码中，printData 函数的参数 param 使用了常引用。函数只是读取 param 并赋值给类的成员变量 data，没有修改 param 的值。这样既避免了拷贝 largeString 的开销，又明确表示函数不会改变传入参数，提升了代码的健壮性。